DE3031385A1

DE3031385A1 - 1-hydroxypyrazol und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE3031385A1
Application number: DE19803031385
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl.-Chem. Dr. 6701 Neuhofen Boehm; Werner Dipl.-Chem. Dr. 6700 Ludwigshafen Fuchs; Rolf Dipl.-Chem. Dr. 6800 Mannheim Platz; Norbert Dipl.-Chem. Dr. 6800 Mannheim Rieber
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1980-08-20
Filing date: 1980-08-20
Publication date: 1982-04-08
Also published as: EP0046193B1; EP0046193A1; JPH0314026B2; US4350819A; DE3161030D1; JPS5770869A

Description

BASF Aktiengesellschaft 0. Z. OO5O/O34616

1-Hydroxypyrazol und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft 1-Hydroxypyrazol und ein Verfahren zu seiner Herstellung durch Umsetzung von Isoxazolin-azoxi-verbindungen bei 140 bis 600°C.

1-Hydroxypyrazol ist bisher nur in Form von Derivaten mit mehreren Substituenten an den C-Atomen des Pyrazolringes bekannt. So wird in J. Org. Chem., Band 34, Seiten 194 bis 198 (1969) die Synthese von 3-fach substituierten 1-Hydroxypyrazolen auf folgendem Wege beschrieben:

NOH

R¹

OH

R = CH^, ^C6^H5
20

Es wurde nun gefunden, daß man 1-Hydroxypyrazol der Formel

N^ la

OH
im Gemisch mit Isoxazolen der Formel

N	C-H
ti	It
C	C-H
t
R

BASF Aktiengesellschaft - 2, - O. Z. 0050/034616

f. "I

worin R ein Wasserstoffatom, einen aliphatischen, cycloaliphatischen, araliphatischen oder aromatischen Rest bedeutet, vorteilhaft erhält, wenn man Isoxazolin-azoxi-verbindungen der Formel

worin R die vorgenannte Bedeutung besitzt, bei einer Temperatur von 140 bis 600°C umsetzt.

Weiterhin wurde das neue 1-Hydroxypyrazol gefunden.

Die Umsetzung kann für den Fall der Verwendung von 2,3-Azoxio-oxa-T-aza-tricyclo-lS^.l.O ^J-deca-2,7-dien durch die folgenden Formeln wiedergegeben werden:

.0 H H

' ■ N C C N H

1 I ?^H2 f-° —>

25 C C C N

1 I

H H

Das Verfahren nach der Erfindung liefert auf einfachem und wirtschaftlichem Wege das neue 1-Hydroxypyrazol sowie Isoxazole in guter Ausbeute und Reinheit. Alle diese vorteilhaften Ergebnisse sind mit Bezug auf den Stand der Technik überraschend.

Bevorzugte Ausgangsstoffe II und demzufolge bevorzugte Endstoffe Ia und Ib sind solche, in deren Formeln R ein Wasser-

	H 0	—H
		— H

1	t
OH	H

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Stoffatom, einen Alkylrest mit 1 bis 18, insbesondere 1 bis 6 Kohlenstoffatomben, einen Cycloalkylrest mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen, einen Aralkylrest mit 7 bis 12 Kohlenstoffatomen, einen unsubstituierten oder durch Bromatome, Fluoratome, Chloratome, Alkylgruppen und/oder Alkoxygruppen mit 1 bis k Kohlenstoffatomen substituierten Phenylrest bedeutet. Die vorgenannten Reste können noch durch unter den Reaktionsbedingungen inerte Gruppen und/oder Atome, z.B. Alkylgruppen und Alkoxygruppen mit jeweils 1 bis k Kohlenstoffatomen, Phenylreste substituierende Bromatome, Fluoratome, Chloratome, substituiert sein. Die Ausgangsstoffe II können leicht durch Umsetzung von 2,3,7-Triaza-6-oxa-tri-5.2.1.0 ⁷J-deca-2,7-dienen der Formel

/°\^{H H}

CH₅ Il III,

-C G

ι
R

, 2

t « t

R H-H

worin R die vorgenannte allgemeine und bevorzugte Bedeutung besitzt,mit einem organischen Peroxid bei einer Temperatur von -10 bis +130⁰C, vorzugsweise 20 bis 100⁰C, insbesondere 50 bis 90⁰C, drucklos oder unter Druck, kontinuierlich oder diskontinuierlich, in Abwesenheit oder Anwesenheit von organischen Lösungsmitteln wie Halogenkohlenwasserstoffe und Äther, erhalten werden. Das Peroxid kann in stöchiometrischer Menge oder im Überschuß, bevorzugt in einem Verhältnis von 1 bis 10, insbesondere 1 bis 1,5 Mol Peroxid je Mol Ausgangsstoff umgesetzt werden. Die Ausgangsstoffe III ihrerseits können nach folgender Arbeitsweise hergestellt werden:

BASF Aktiengesellschaft - f - 0.2. 0050/0^4616

T)ie Ausgangsstoffe III können leicht durch Umsetzung in einem ersten Schritt von Nitriloxiden der Formel

R¹CNO IV,

worin R die vorgenannte allgemeine und bevorzugte Bedeutung

besitzt, mit NjN'-Dicarbalkoxy-^S-diaza-bicyclo- Fi, 2, Ijhept-2-enen der Formel

ff It Ο

C C N—C-OR^

f I

v,

ρ
worin die einzelnen Reste R gleich oder verschieden sein

können und jeweils ein Wasserstoffatom oder einen aliphatischen Rest'bedeuten, und dann in einem 2. Schritt die so erhaltenen Ν,Ν'-Dicarbalkoxy-isoxazolino-verbindungen der .20 Formel

O	N	¹H	—C
ι	C—	t
I C	I	CH, *t -** —C
R¹	—c—
t H
	-N-COOR²

-N-COOR²

VI₁

Il It^l 9

worin R die vorgenannte Bedeutung besitzt, nach üblicher Methode verseift, decarboxyliert und zu den Ausgangsstoffen III oxidiert.

Die Ausgangsstoffe IV sind leicht durch die in Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Band 10/3, Seiten 8Al bis 853, beschriebenen Arbeitsweise, z.ß. durch Dehydrierung von Aldoximen oder aus Hydroxamsäurederivaten oder Nitrol-

BASF Aktiengesellschaft -t- O. Z. 0050/034616

'säuren zugänglich. Die Ausgangsstoffe V erhält man z.B. durch Umsetzung von Cyclopentadien mit Azodicarbonsäuredimethylestern nach den in Ann. 443, 242 bis 262 (1925) beschriebenen Verfahren.Der Sauerstoff der Azoxygruppe kann sowohl am einen wie am anderen Stickstoffatom der Azogruppierung gebunden sein. Daher können als Ausgangsstoffe II die reinen Isomere

oder zweckmäßig das Isoraerengemisch, wie es bei der Herstellung anfällt, verwendet werden.

So kommen beispielsweise die folgenden Ausgangsstoffe II infrage: 2,3-Azoxi-6-oxa-7-aza-tricyclo- 5.2.1.0 ⁷ -deca-2,7-dien und seine in 8-Stellung durch die Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, sek.-Butyl-, tert.-Butyl-, Cyclohexyl-, Cyclopentyl-, Benzyl-, Phenyl-, 2^f-Chlorphenyl-, 3'-Chlorphenyl-, 4'-Chlorphenyl-, 2'-Methylphenyl-, 3'-Methylphenyl-, 4'-Methylphenyl-, 2'-Methoxyphenyl-, 3'-Methoxyphenyl-, 4'-Methoxyphenyl-, 2'-Äthylphenyl-, 3'-Ä'thylphenyl-, 4'-Sthylphenyl-, 2'-Äthoxyphenyl-, 3^f-äthoxyphenyl-, 4'-Äthoxyphenyl-gruppe substituierten Homologen.

Die Umsetzung wird bei einer Temperatur von 140 bis 600⁰C, vorzugsweise 150 bis 500⁰C, im Falle von Ausgangsstoffen II mit R in der Bedeutung Wasserstoff, aliphatischem, cycloaliphatischem, araliphatischen! Rest zweckmäßig bei einer Temperatur von 200 bis 600, vorzugsweise 250 bis 500, insbesondere 300 bi . ''50⁰C, im Falle von Ausgangsstoffen II mit

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R in der Bedeutung aromatischem Rest von 140 bis 200⁰C, vorzugsweise 150 bis 190 C, insbesondere 160 bis 18O⁰C, drucklos, mit Unterdruck oder unter Druck, diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt. Man kann unter den Reaktionsbedingungen inerte, organische Lösungsmittel verwenden oder schon aus wirtschaftlichen Gründen zweckmäßig in Abwesenheit organischer Lösungsmittel umsetzen.

Die Reaktion kann wie folgt durchgeführt werden: Der Ausgangsstoff II wird während einer Sekunde bis 21 Stunden bei der Reaktionstemperatur gehalten. Dann werden die Endstoffe Ia und Ib aus dem Reaktionsgemisch in üblicher Weise, z.B. durch fraktionierte Destillation bzw. Kondensation, Extraktion oder Kristallisation, abgetrennt.

Die nach dem Verfahren der Erfindung herstellbaren Endstoffe Ia und Ib sind wertvolle Ausgangsstoffe für die Herstellung von Farbstoffen, Pflanzenschutzmitteln und Pharmazeutika. 1-Hydroxypyrazol kann leicht analog der in J. Org. Chem., loc. cit., beschriebenen Arbeitsweise durch Reduktion mit Zink oder durch Hydrierung mit Raney-Nickel in Pyrazol überführt werden. Bezüglich der Verwendung wird auf die vorgenannte Veröffentlichung und Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, Band 8, Seiten 498 bis 500, verwiesen. Die Verwendung von Pyrazol als Ausgangsstoff zur Herstellung von Herbiziden ist in der DE-AS 26 48 008 beschrieben.

Die in den folgenden Beispielen angeführten Teile bedeuten Gewichtsteile.

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¹BeJSpJeI 1

97 Teile 8-Methyl-2,3-azoxi-6-oxa-7-aza-tricyclo-[5,2,l,0⁵'⁹J-decy-2,7-dien werden innerhalb von 2 Stunden bei 455⁰C und 5 mbar durch einen mit 300 Teilen Quarzringe gefüllten Rohrreaktor geführt. Das Reaktionsgeraisch wird in 2 Vorlagen fraktioniert kondensiert. In der ersten auf 5°C gekühlten Vorlage erhält man 47 Teile (97 % der Theorie) 1-Hydroxypyrazol vom Fp 75°C (aus Ligroin). Die zweite auf -70⁰C gekühlte Vorlage enthält 46 Teile (95 % der Theorie) 3-Methylisoxazol vom Kp 117°C

Beispiel 2

100 Teile 8-Phenyl-2,3-azoxi-6-oxa-7-aza-tricyclo-|5.2.1.0 ⁹J-deca-2,7-dien werden 20 Stunden auf 17O⁰C erhitzt. Anschließend wird das Reaktionsgemisch bei 5 mbar destilliert (Kp₅ . 50 bis 120⁰C), das Destillat mit 200 Teilen Wasser versetzt und das Gemisch zweimal mit 100 Teilen Petroläther

extrahiert. Durch Einengen der beiden Phasen im Rotationsverdampfer bei 10 bis 20 mbar und 20 bis 40⁰C Badtemperatur erhält man aus der Wasserphascs 25 Teile (68 % der Theorie) 1-Hydroxypyrazol vom Fp 75⁰C und aus der organischen Phase 55 Teile (87 % der Theorie) 3-Phenyl-isoxazol vom

^KP(20 mbar)¹³⁰°^C·
Beispiel 3

10 Teile 8-(p-Chlorphenyl)-2,3-azoxi-6-oxa-7-aza-tricyclo-[5.2.1.0⁵*⁹l-deca-2,7-dien werden 10 Stunden auf 17O⁰C erhitzt und anschließend bei 10 bis 20 mbar und einer Badtemperatur bis zu 16O⁰C sublimiert. Man erhält (bestimmt durch NMR-Analyse) 2,85 Teile (89 % der Theorie) 1-Hydroxypyrazol vom Fp 75°C und 6,33 Teile (93 % der Theorie) 3-(p-Chlorphenyl -. isoxazol vom Fp 78⁰C. Die Schmelzpunkte

BASF Aktiengesellschaft -ί- 0.2. 0050/034616

wurden nach säulenchromatographischer Trennung des Gemischs an Kieselgel (Laufmittel: Petroläther/äther) bestimmt.

Beispiel 4

35 Teile S-Äthyl^jS-azoxi-o-oxa^-aza-tricyclo-[5.2.1.0⁵'⁹J deca-2,7-dien werden innerhalb von 1,5 Stunden bei 41O⁰C und 65 mbar durch einen mit 300 Teilen Quarzringe gefüllten Rohrreaktor geführt. Das Reaktionsgemisch wird in einer Vorlage bei -6O⁰C kondensiert. Aus dem Kondensat erhält man durch Destillation 14,6 Teile (78 % der Theorie) 3-Äthylisoxazol vom Kp 133°C und 14,8 Teile (91 % der Theorie) 1-Hydroxypyrazol vom Fp 75⁰C (aus Ligroin).

Beispiel 5

25 Teile 8-Isopropyl-2,3-azoxi-6-oxa-7-aza-tricyclo-[5.2.1.0 J-deca-2,7-dien werden, wie in Beispiel 2 beschrieben, innerhalb von einer Stunde umgesetzt. Durch Destillation des Kondensats erhält man 10,1 Teile (94 % der Theorie) 1-Hydroxypyrazol vom Fp 75⁰C (aus Ligroin) und 13,1 Teile (92 % der Theorie) 3-Isopropylisoxazol vom Kp 144⁰C.

Beispiel 6

43 Teile 8-tert.-Butyl-2,3-azoxi-6-oxa-7-aza-tricyclo-I5.2.I.O °J-deca-2,7-dien werden, wie in Beispiel 2 beschrieben, innerhalb von 1,5 Stunden umgesetzt. Man erhält durch Destillation des Kondensats 17 Teile (93 % der Theorie) 1-Hydroxypyrazol vom Fp 75⁰C (aus Ligroin) und 23 Teile (93,5 % der Theorie) 3-t-Butylisoxazol ^{VOm K}?40 mbar ⁷⁵°^C'

BASF Aktiengesellschaft - <J - O. Z. 0050/034616

'Beispiel 7 (Verwendung)

Ein Teil 1-Hydroxypyrazol wird in 10 Teilen 32-gewichtsprozentiger Salzsäure gelöst und bei 6O⁰C portionsweise mit 5 Teilen Zink versetzt. Nach 16 Stunden wird die Reaktionslösung mit Natronlauge neutralisiert und mit Äther extrahiert Man erhält durch Einengen der Stherphase 0,6 Teile Pyrazol (75 % der Theorie) vom Fp 68⁰C (aus Ligroin).

Beispiel 8 (Verwendung)

Ein Teil 1-Hydroxypyrazol und 0,3 Teile Raney-Nickel in 10 Teilen Methanol werden bei 100⁰C 5 Stunden mit 50 bar Wasserstoff umgesetzt. Es wird vom Katalysator abfiltriert, mit Methanol nachgewaschen und die Lösung eingedampft. Man erhält 0,75 Teile Pyrazol (93 % der Theorie) vom Fp 68⁰C (aus Ligroin).

20 25 30 35

Claims

BASF Aktiengesellschaft 0.2. 0050/0^4616 fatentansprüche

1. 1-Hydroxypyrazol der Formel

Ia 'V"

Oh

10 2. Verfahren zur Herstellung von 1-Hydroxypyrazol der Formel

OH 15

im Gemisch mit Isoxazolen der Formel

N C-H

20 C C-H Ib,

worin R ein Wasserstoffatom, einen aliphatischen, cycloaliphatischen, araliphatischen, aromatischen Rest bedeu-25 tet, dadurch gekennzeichnet, daß man Isoxazolin-azoxiverbindungen der Formel

OHH N C C N

OH₂ ^O «.

-C C N

ι ι ι

R HH

35 609/79 WB/Be i8 O8.I98O

BASF Aktiengesellschaft -2- . 0.

2. 0050/034616

worin R die vorgenannte Bedeutung besitzt, bei einer Temperatur von IAO bis 60O⁰C umsetzt.